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Mr. Deng

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Deng FOC是适用于三相无刷直流电机和永

磁同步电机的高集成度FOC驱动器。

Deng FOC驱动器支持驱动大电流电机，

可以实现FOC位置、速度、力矩闭环控

制。

基于功能强大、性能稳定的开源项目ODrive，

我们进一步优化电路、缩小体积，优化接口，

提高驱动器整体的可扩展性。

编码器方面则支持ABZ模式和SPI模式

（板载），并能够实时检测驱动器温度。

Deng FOC预留了多种接口，包括USB

CAN、UART以及FPC串口接口（可实

现屏幕显示或无线控制），让大家尽可 能自由开发。

更重要的是，我们也进一步压缩成本，

致力于打造性价比最高，大家都能一起

来玩的高性能FOC电机驱动器！

输入电压 12V-24V

工作电流 30A

峰值电流 50A

支持电机类型 直流无刷电机

尺寸 42mm*42mm

制动方式 功率耗散电阻

板载编码器类型 AS5047P

支持编码器信号 ABI SPI PWM HALL

USB CAN UART Step/Dir

a b

通信接口

模拟输入

SWD程序下载/调试

其他

电源指示VCC

DRV故障状态指示(nFault)

其中，⑦的2*7P GPIO引脚示意如下：

Pin1 Pin3 Pin5 Pin7

对于编码器，Deng FOC 有两种型号，可在 淘宝页面选购。

UART.TX Step 数字输入

Pin2 Pin4 Pin6 Pin8 UART.RX Dir 数字输入

每块Deng FOC发货前都经过仔细的外观检

查以及例程测试，因此一般都不会出现问题， 但在包装运输过程中难免可能会产生损伤，

因此建议收到后在上电前进行一般检查。

【使用前检查】完成后，就可以开始准备后 文所述的硬件进行首次的上电检测。

硬件清单

✓ Deng FOC

✓ 12V-24V DC直流稳压源

第一步 接入Type-C数据线，板上蓝灯（电源

指示灯）和红灯（DRV故障指示灯）

✓ Type-C 数据线 (注意区分

数据线和充电线)

✓ 1.14寸LCD显示屏（可选）

耗散电阻（可选）

第二步

如果选配屏幕，在驱动板背面的FPC连接器上

连接屏幕。将FPC连接器两边的黑色锁扣轻轻

往外拉出，按照下图的方向插入屏幕排线，确

四、环境配置

第一步 接入DC_BUS电源（先

插入XT30接口，再打开 电源开关），红灯熄灭。

Odrivetool是python的一个模块，可以用来

配置和调试odrive和Deng FOC。在使用它 之前，需要先配置好python

的环境。

第二步 检查稳压电路的输出5V，以及数字供电3.3V 和模拟供电3.3V

已安装好可以跳过这一步。我们推荐使用 anaconda，因为他包含了很多工具，并且 用虚拟环境配置不至于弄乱原有的环境。

以下以安装anaconda为例：

下载anaconda

官网网址：

https://www.anaconda.com/products/ individual ，选择适合自己的版本。这里

选择的是64-Bit Graphical Installer

(477 MB)

C 注意要取消勾选“Add Anaconda to my PATH environment Variable

等后面安装完成后手动配置。

B 选择安 装路径：

未完，接后页……

安装完成后，在开始界面找到并打开

Anaconda Prompt（Anaconda3），

输入“conda info”验证是否安装成功。

配置环境变量。

详情见右页

控制面板->系统和安全->系统->高级系统设

置->环境变量->用户变量->PATH 中添加

anaconda的安装目录的Scripts文件夹。查

看自己安装anaconda的路径，找到Scripts

文件夹，我这里的路径是（anaconda安装路

径）\Scripts。

B

打开命令行cmd，创建虚拟环境：

conda create -n python39 python=3.9

激活刚刚新建的环境

conda activate python39

C 安装 odrivetool

pip install odrive==0.5.1.post0

输入 odrivetool 测试是否安装成功。

pip install pywin32 == 225

（不更新）

C 选择 Options 中的 List All Devices

E 选择上下箭头，选择 libusb-win32(v 1.2.6.0)，点击

Repalce Driver

D 下拉菜单中，选择 Odrive 3.5 Native Interface（Interface 2）

G 完成后，关闭 Zadig 窗口

C 在 Python39 环境中连接 odrivetool，

输入命令：odrivetool

D 出现 ”Connected to ODrive xx as odrv0”，代表连接成功。

xx 是

Odrive 的主板序列号

A 插入USB，板上的蓝灯亮起

B 激活环境（

Python39）

五、开始使用

电机轴粘上磁铁：（磁铁必须为 径向磁铁 ，

硬件清单

✓ Deng FOC ✓ 电机

✓ ABI编码器（带板载编码器

型忽略）

✓ 12V-24V 直流电源

✓ Type-C 数据线

✓ 1.14寸LCD显示屏（可选）

✓ 耗散电阻（可选）

❖

已随板附赠）

若使用的是板载编码器型，固定DengFOC

板子和电机，使DengFOC背面的编码器对

准磁铁，间隔1-3mm左右。

❖ 若使用的是外接编码器型，则固定编码器

模块和电机，使编码器芯片对准磁铁，同

样距离1-3mm左右。

接上USB，电机以及电源。下图为板

载编码器型的连接示意。图中的模型

可在售后群下载自行打印。

USB连接电脑（电源可以先不打开，只 需连接USB），激活odrivetool所在的 conda环境，输入”odrivetool”。出现

odrv0.erase_configuration()

连接成功的提示：

开始新的配置前建议清除现有配置，在 odrivetool上执行指令：

Deng FOC 准备了 python 程序可以一

键配置参数和校准。在程序的开头说明

并定义了所需的基本参数可按实际情况

修改，运行后即可配置所有参数，并进 行校准。

针对不同电机，主要 需要设置耗散电阻

值、制动回流电流值、电机的极对数，

KV值以及编码器的位置读取模式、CPR

值（暂时只支持选择 AS5047P 的ABI 模

式和 SPI 模式）。其他参数可详细参考

5.2部分及第六章。程序中参数设置的位

置如右图：

在设置完所需的参数后，我们就可以对 电机进行参数配置和参数校准了。

A 在终端中激活 4.1 中安装 odrive

的 python 环境

B 在 python 程序所在的目录下运行

程序

C ABI模式下按照提示进行参数配置

与校准，如右图所示

针对于板载编码器型：由于ODrive 对

SPI 编码器的支持存在一点问题，如果

需要使用AS5047P 的 SPI 模式，则需

要按照一下步骤执行：

首先先配置参数，但不要校准电机、编

码器以及进入闭环模式，然后保存设置， 重启。

第二步：再次执行程序

第一步：执行程序

不再次配置参数，而是进行校准步骤。

如果在参数设置过程中出现错误，程序 会停止操作并打印出错误原因，如下图

当极对数设置不正确，导致编码器校准 出错。

根据实际情况修改以下参数（具体的参数说 明可以看第6章）

按照所使用的电机修改具体参数。以

SUNNYSKY

V4008 KV380电机为例， 该电机参数为：

另外，因为外接编码器仅支持ABI

模式，所以如果需要配置其他的编码器，

也可以使用上面的”5047_ABI”进行配

置，修改相应的cpr等参数即可。

在控制器设置中，首先设置如速度限制的 基本参数：

需要说明的是，AS5047P-ABI模

式每次上电必须进行运动校准，而使用

AS5047P-SPI的优势在于可以选择只要

校准一次编码器，后续上电就可以不进

行编码器运动校准，缩短的校准时间，

避免校准运动对其他部件的影响。但使

用AS5047P-SPI会比较容易出错。

Deng FOC可以实现电机的速度/位置/力 矩运动控制，每种运动控制支持多种输入 模式，如直接输入，爬升模式等。每种模 式会有对应的参数配置，如梯形轨迹的位 置模式下需要设置梯形轨迹的速度限制， 梯形轨迹的加减速度限制等。

➢ 方便起见，程序设置了6种模式可以

进行配置，分别包括：

5：力矩爬升模式

一键配置和校准程序已经包含了电机的校

准的程序。在首次使用某种电机时或清除

配置后，必须进行校准。

校准程序包括分别执行的电机的校准、编 码器校准，以及电机位置闭环测试，如下：

校准程序同样默认保存了不同的编码 器读取模式下不同的开机启动流程。

编码器读取模式为ABI模式时，上电开

机时必须进行编码器校准，所以所设

置的开机模式为电机预校准 （即无

“哔”一声），开机校准编码器（即

开机校准后电机会来回转一下0），然

后进去位置闭环模式。

编码器读取模式为SPI绝对编码器模式时，

在首次使用时校准过一次后，后续则不

不再需要重新校准编码器，所以所设计

的开机模式为开机校准电机（即“哔”

一声），预校准编码器（即不会来回

转），然后进入位置闭环模式。

设置位置直接或梯形轨迹位置模式，运行一键 配置程序并校准完电机后，打开在 conda 中

打开 odrivetool，输入

odrv0.axis0.controller.input_pos = [位置目标值]

实现位置控制，同时可以在屏幕上看到实时变化。

设置速度直接或速度爬升模式，运行一键配置

程序并校准完电机后，打开在 conda 中打开

odrivetool，输入

odrv0.axis0.controller.input_vel = [速度目标值]

实现转速控制，同时可以在屏幕上看到实时变化。

设置力矩直接或力矩爬升置模式，运行一键配 置程序并校准完电机后，打开在 conda 中打

开 odrivetool，输入

odrv0.axis0.controller.input_torque = [位置目标值]

实现力矩控制，同时可以在屏幕上看到实时变化。

六、参数说明

Deng FOC 可以通过 ODrive Tool，对

axis0进行参数配置。

odrv0.config.enable_brake_resistor

如果要使用耗散电阻，就将其设置为

True。用电池电源的话一般可以不设置。

如果不想使用，保持为默认值即可。另外 因为接线和端子可能也会存在一些电阻，

所以如果刹车时有什么问题，可以试试将 这个参数增加0.05Ω。

odrv0.config.dc_max_positive_current[A]

odrv0.config.brake_resistance [Ω]

odrv0.config.dc_max_negative_current[A] 即电源可以吸收的最大电流值。

一般为负值。默认保守设置为10mA。

如果在用功率电阻的情况下出现

DC_BUS_OVER_REGEN_CURRENT 的错误，就稍微提高这个参数。

而在不用功率电阻时想将电流回流到电

源的话，就将这个参数设置为电源的安

全范围内，这个时候该参数应该高于电

机的电流限制+电流限制余量。

odrv0.config. dc_bus_undervoltage_trip_level [V]

odrv0.config. dc_bus_overvoltage_trip_level [V]

Deng FOC支持电压范围是12-24V，建议

设置为26V。

odrv0.config.max_regen_current[A]

如果用的是直流稳压源，不具备回收电能，

就配置为0。如果是电池供电，可以按照电

池实际承受的回流电流进行设置。高于该

参数的回流电流会由耗散电阻消耗掉。

odrv0.axis0.motor.config.pole_pairs

电机的磁极数除以2。

odrv0.axis0.motor.config.motor_type

目前支持两种类型：

❖大电流电机

MOTOR_TYPE_HIGH_CURRENT

❖云台电机

MOTOR_TYPE_GIMBAL

注意：不要在非云台电机上选择

MOTOR_TYPE_GIMBAL，可能导致电机

或者Deng FOC过热。

电机类型的选择：

❖如果100mA的电流噪声对电机来说

算“小”的，那就可以选择大电流电机

❖如果100mA的电流噪声对电机来说

算“大”，同时电机转速不需要很高，

电机内阻大于1Ω，就选云台电机

出于安全的考虑，可以先开始设置10A的电流 限制，确保Deng FOC稳定运行。后面配置

好后，再修改合适的电机电流限制。（注意： 电机电流和电源电流并不是一回事，简单来 说电机的转速越高，电源电流和电机电流就 越接近）。

odrv0.axis0.motor.config.torque_constant

通常设置为8.27/KV值，这是每1A电流流到

电机所产生的力矩的比值。如果你想以电流A

为单位设置力矩，就将此参数设置为1。

odrv0.axis0.motor.config.calibration_current [A] 设置最大的校准电流。如果电机有负载，设 太小电机不够力去旋转校准，就需要加大校 准电流来实现完整正确的电机校准。

odrv0.axis0.motor.config.current_lim [A].

odrv0.axis0.motor.config.resistance_calib_max_voltage[V] 电机相电阻小，该参数设太高就会导致过流保护 的错误。具体可以通过欧姆定律来大概设置。

odrv0.axis0.controller.config.vel_limit [turn/s].

odrv0.axis0.motor.config. requested_current_range[A]

odrv0.axis0.controller.config.control_mode

常用的控制模式包括：

❖ 力矩控制

CONTROL_MODE_TORQUE_CONTROL

❖ 速度控制

CONTROL_MODE_VELOCITY_CONTROL

❖ 位置控制 CONTROL_MODE_POSITION_CONTROL

输入模式有很多种，以下列举常用的输入模式， 以及说明每种输入模式需要相应设置的参数：

❖ 关闭输入- INPUT_MODE_INACTIVE

❖ 直接控制- INPUT_MODE_PASSTHROUGH

在这种输入模式下，根据所设置的控制模式 control_mode来控制电机，指令包括

input_pos/input_vel/input_torque，输入指

令后电机直接运转至目标值。

❖ 速度爬升- INPUT_MODE_VEL_RAMP

这种输入模式下，驱动器需要在速度控制模式 下，并会从当前的速度值逐渐爬升/下降到输入

到 input_vel 的目标速度值。在这种模式下，

odrv0.axis0.controller.config.control_mode

需要配置

◼ 爬升速率

odrv0.axis0.controller.config.vel_ramp_rate[turn/sec]

◼ 负载惯量

odrv0.axis0.controller.config.inertia[Nm/(turn/s²)]

❖ 梯形轨迹- INPUT_MODE_TRAP_TRAJ 这种输入模式下，驱动器需要在

在这种模式下，需要配置

◼ 梯形轨迹下的速度限制

odrv0.axis0.trap_traj.config.vel_limit

◼ 梯形轨迹下的加速度限制

odrv0.axis0.trap_traj.config.accel_limit

◼ 梯形轨迹下的加速度限制

odrv0.axis0.trap_traj.config.dccel_limit

机按照加速

度变化轨迹为梯形，位置变化接近曲线。

❖ 力矩爬升- INPUT_MODE_TORQUE_RAMP

这种输入模式下，驱动器需要在力矩控制模式下，

并会从当前的力矩值逐渐爬升/下降到输入到

input_tor的目标速度值。在这种模式下，需要 配置

◼ 力矩爬升速度

odrv0.axis0.controller.config.torque_ramp_rate

odrv0.axis0.controller.config.vel_gain

odrv0.axis0.controller.config.vel_integrator_gain

odrv0.axis0.controller.config.pos_gain

位置环积分

odrv0.axis0.controller.config.pos_integrator_gain

七、常见问题及其解决

（1）LM5109损坏

（2）AUX_H和AUX_L短路

（3）功率耗散电路下管损坏

（4）逆变电路MOS管损坏

(1) 断电测量AUX_H和AUX_L是否短路，

短路则问题为AUX_H和AUX_L短路

(2) 若无问题，断电测量下管DS是否导通，

导通则问题为功率耗散电路下管损坏

(3) 若无问题，拆除耗散电路两只MOS管，

上电后依旧闪灭则问题为逆变电路故障，若

不再闪灭则问题为功率耗散电路故障

◼ 若依旧闪灭，则按组拆除逆变电路A/B/C三 相的上下管，直到不再闪灭，更换该组

MOS即可

◼ 若不再闪灭，同时测量耗散电路上管下管G

极信号，观察是否会导致上下管同时导通，

或更换耗散电路MOS管，若存在同时导通

的可能或者依旧闪灭，则问题为LM5109损

坏，更换LM5109即可

逆变电路MOS G极虚焊

（1）USB母座焊接问题

（2）CAN收发器损坏

（3）晶振损坏

(1) 测试USB母座DP与DM是否短接，测试

USB母座DM与DP、DM/DP与单片机

PA11/PA12之间的电阻，短路、阻值远大

于22Ω，则问题为USB母座焊接问题

(2) 使用示波器观察晶振是否起振，若未能

观察到8MHz的正弦波，则判定晶振损坏，

应尝试更换晶振，若问题依旧，应检查

VCC/AVCC是否为3.3V，若电压正常，则继 续更换晶振

(3) 使用VS code进行调试，调用堆栈为

“

MX_FREERTOS_Init”函数、

“

construct_objects”函数、

“MX_CAN1_Init”函数，问题定位至CAN

收发器损坏，更换CAN收发器即可

检查三相线与板子是否接触良好。

“ERROR_CPR_POLEPAIRS_MISMATCH”

使用示波器观察AVCC，若纹波过大，这

判定为

LP5907

损坏，更换LP5907即可

（1）电机极对数设置错误

（2）编码器模式或CPR设置错误

（3）使用SPI模式没有按照5.2配置

（4）电机磁铁距离编码器过远，要求距离为1-3mm

“ERROR_PHASE_RESISTANCE_OUT_OF_RANGE”

LP5907损坏

按照上述可能原因逐一排查。